Листовые фильтрующие материалы с добавками - RU2612998C9

Чертежи

Описание

Изобретение относится к фильтрующему элементу для табачного дыма, включающему его фильтру и курительным изделиям, включающим фильтр и (или) фильтрующий элемент. В частности, изобретение относится к фильтрующим элементам и (или) фильтрам, содержащим в качестве фильтрующего материала нетканый листовой материал или бумагу и включающим добавки для улучшения как фильтрующих характеристик фильтра, так и вкусовых характеристик дыма. Подходящие для использования в изобретении материалы включают, например, бумагу, поливиниловый спирт (PVOH - от англ. polyvinil alchohol) или полиоксипропионовую кислоту (PLA - от англ. polylactic acid).

В настоящем описании термин "курительное изделие" включает продукты для курения, например сигареты, сигары и сигарильо, использующие табак, производные табака, разрыхленный табак, восстановленный табак или заменители табака, а также продукты, нагреваемые без горения.

В качестве фильтров для сигаретного дыма предлагались самые разнообразные волокнистые материалы. В фильтрующих материалах наиболее часто используется волокно ацетата целлюлозы. Одним недостатком этого фильтрующего материала является низкая скорость его разложения. В то время как компоненты использованного табачного изделия в основном распадаются на свои составные части и разлагаются в течение относительно короткого промежутка времени под воздействием влаги и (или) механического истирания, фильтры из ацетата целлюлозы разлагаются медленно, поскольку волокна ацетата целлюлозы сами по себе практически не растворяются в воде и поэтому плохо подвержены биоразложению.

Нетканые листовые материалы и бумага также могут быть использованы в качестве фильтрующего материала в курительных изделиях. Например, в качестве фильтрующего материала использовалась гофрированная бумага (также называемая сжатой/собранной складками бумагой).

Нетканые листовые материалы и бумага сильнее подвержены биоразложению, чем ацетат целлюлозы. Однако существующие материалы этого типа имеют недостатки при использовании их в качестве фильтрующих материалов. С тем чтобы достигнуть требуемой конструктивной прочности при создании фильтрующего элемента из нетканых листовых материалов и бумаги, фильтрующий материал должен быть очень плотно упакован, а это означает, что эти фильтрующие элементы имеют свойства, существенно отличающиеся от свойств фильтрующих элементов из ацетата целлюлозы. Они обладают большим сопротивлением потоку дыма, в результате чего возникает большее падение давления, чем в случае обычного фильтра из ацетата целлюлозы, что заставляет пользователя прилагать большее усилие всасывания при курении. Что, возможно, еще более важно, дым, всасываемый сквозь такой фильтрующий материал, обладает другими вкусовыми характеристиками, по сравнению с дымом, всасываемым через обычный фильтрующий материал из ацетата целлюлозы. Более того, было установлено, что фильтрующие элементы, содержащие нетканые листовые материалы или бумагу в качестве фильтрующего материала, обладают значительно худшей избирательностью в удалении полулетучих соединений, по сравнению с обычными фильтрующими материалами из ацетата целлюлозы.

С учетом сказанного, по меньшей мере один вариант осуществления настоящего изобретения представляет фильтрующий элемент, который более подвержен разложению по сравнению с фильтрующими элементами, содержащими обычный фильтрующий материал из ацетата целлюлозы, обладает хорошим избирательным удалением полулетучих соединений и образует дым, имеющий вкусовые характеристики, обеспечиваемые обычными фильтрами из ацетата целлюлозы.

Известно использование добавок, например, триацетина (триацетилглицерин), ТЕС (триэтилцитрат) и PEG 400 (низкомолекулярный полиэтилен гликоль) в обычных фильтрах из ацетата целлюлозы (СА - от англ. cellulose acetate). Эти добавки представляют собой пластификаторы и используются в СА фильтрах для скрепления соседних волокон с тем, чтобы придать фильтрующему стержню достаточную твердость для обеспечения изготовления сигареты и ее использования. Также известно, что пластифицированное волокно ацетата целлюлозы улучшает избирательное удаление полулетучих соединений, имеющихся в дыме (например, фенол, о-крезол, р-крезол и m-крезол). Для этого, по всей вероятности, необходимо, чтобы пластификатор находился на поверхности СА волокон.

Благодаря скрепляющему волокна воздействию пластификатора, обычно описываемые СА фильтры включают менее 10% пластификатора. Было установлено, что увеличение количества используемого пластификатора имеет негативный эффект на волокно ацетата целлюлозы, приводя к образованию отверстий.

В то время как включение пластификаторов, например, триацетина, ТЕС или PEG 400 в СА фильтры довольно распространено, их включение в нетканые листовые и бумажные фильтрующие материалы менее перспективно. Во-первых, пластификаторы используются в СА фильтрах для скрепления волокон и очевидно, что добавление пластификатора в нетканый материал или бумагу (где волокна уже скреплены внутри листовой структуры) уже не даст этого положительного эффекта. Во-вторых, предполагается, что триацетин и ТЕС не особенно улучшают избирательное удаление полулетучих соединений при их использовании в бумажных фильтрующих материалах. В третьих, эти обычно используемые пластификаторы являются жидкостями и их нанесение на нетканые листовые и бумажные фильтрующие материалы будет ограничено, поскольку в результате эти материалы станут сырыми и потеряют конструктивную прочность.

Сущность изобретения

В соответствии с первой особенностью настоящего изобретения, предложен фильтрующий элемент, содержащий фильтрующий материал, представляющий собой нетканый листовой или бумажный материал, и:

(i) полиэтиленгликоль в количестве, достаточном для улучшения избирательного удаления полулетучих соединений из дыма, всасываемого сквозь фильтрующий элемент;

(ii) ТЕС в количестве, достаточном для улучшения вкусовых характеристик дыма, всасываемого сквозь фильтрующий элемент; и (или)

(iii) триацетин в количестве, достаточном для улучшения вкусовых характеристик дыма, всасываемого сквозь фильтрующий элемент.

Согласно второй особенности настоящего изобретения, предложен фильтр, содержащий один или более фильтрующих элементов, в соответствии с первой особенностью.

Согласно третьей особенности настоящего изобретения, предложено курительное изделие, содержащее фильтрующий элемент в соответствии с первой особенностью и (или) фильтр в соответствии со второй особенностью, прикрепленный к стержню из курительного материала. Курительное изделие может быть сигаретой.

Согласно четвертой особенности настоящего изобретения, предложено использование полиэтиленгликоля, ТЕС и (или) триацетина для улучшения избирательного удаления полулетучих соединений посредством фильтрующего элемента, содержащего нетканые листовые или бумажные фильтрующие материалы, и для улучшения вкусовых характеристик дыма, всасываемого сквозь фильтрующий элемент.

Подробное описание осуществления изобретения

Настоящее изобретение относится к включению добавок в фильтрующий элемент, содержащий нетканый листовой или бумажный фильтрующий материал для улучшения избирательного удаления полулетучих соединений из дыма, всасываемого сквозь фильтрующий элемент, и для улучшения вкусовых характеристик дыма, всасываемого сквозь фильтрующий элемент.

Избирательное удаление полулетучих соединений обеспечивается добавляемым полиэтиленгликолем. ТЕС и (или) триацетин представляют собой добавки, которые, как было установлено, улучшают вкусовые характеристики дыма, всасываемого сквозь фильтрующий элемент.

Эти добавки позволяют точно отрегулировать использование нетканого листового или бумажного фильтрующего материала с тем, чтобы работа фильтрующего элемента наиболее близко соответствовала работе фильтрующего элемента из ацетата целлюлозы. Добавки также сообщают значительно большую гибкость использованию этих альтернативных фильтрующих материалов, расширяют диапазон их применимости, сохраняя при этом важные свойства биоразложения.

Было также обнаружено, что включение добавок в бумажный или нетканый листовой материал также позволяет ускорить биоразложение фильтрующего элемента. Фильтрующие элементы в соответствии с настоящим изобретением, включающие одну из трех добавок PEG, ТЕС или триацетин, демонстрируют более быстрое биоразложение при воздействии условий окружающей среды, чем эквивалентный фильтрующий элемент без добавки.

Бумажный фильтрующий материал обычно включает собранную складками, сжатую, гофрированную или даже резаную бумагу. Бумажные фильтрующие материалы проявляют тенденцию к низкой газопроницаемости, имеют основную реакцию pH, и могут быть легко сложены или сформированы для создания фильтрующего элемента.

Предпочтительным фильтрующим материалом для фильтрующих элементов в настоящем изобретении является собранная или сложенная складками бумага. Примерами подходящей бумаги может служить бумага Puracel™ и Myria™ компании Filtrona plc, Великобритания.

Другие нетканые листовые материалы могут быть использованы в качестве фильтрующих материалов. Нетканые материалы обобщенно можно определить как листовые или сетчатые структуры, скрепленные перевитыми волокнами или нитями механически, термически или химически, либо комбинацией двух или более из этих механизмов. Получаются плоские, пористые листы, состоящие прямо из отдельных волокон. При этом не используется плетение или прядение, и не требуется получения из волокон пряжи. В предпочтительном варианте нетканые листовые материалы, используемые в настоящем изобретении, легко подвержены биоразложению. Примерами таких материалов могут служить поливиниловый спирт (PVOH), полиоксипропионовая кислота или полилактид (PLA), поли(ε-капролактон) (PCL - от англ. poly(ε-caprolactone)), поли-1,4-бутандиол-сукцинат) (PBS - от англ. poly(1-4 butanediol succunate)) и полибутилен адипат-ко-терефталат (РВАТ - от англ. poly(butylenes adipate-co-terephthalate)). Другие подходящие фильтрующие материалы включают волокна крахмала и альгината кальция.

В предпочтительном варианте осуществления фильтрующий материал, в соответствии с настоящим изобретением, содержит PEG и триацетин, либо включает PEG и ТЕС. В более предпочтительном варианте фильтрующий материал содержит PEG, триацетин и ТЕС.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения полиэтиленгликоль представляет собой высокомолекулярный полиэтиленгликоль, желательно, являющийся твердым при комнатной температуре. Такие полиэтиленгликоли включают PEG 600 и более высокие, желательно, PEG 1000 и выше. Использование именно таких полиэтиленгликолей более предпочтительно, поскольку они являются твердыми (или полутвердыми) при комнатной температуре, и их добавление не ухудшает конструктивную целостность нетканого листового или бумажного фильтрующего материала. Добавки, представляющие собой жидкость при комнатной температуре, могут негативно влиять на конструктивную целостность и прочность фильтрующего элемента, в котором фильтрующим материалом является бумага или нетканый листовой материал, и поэтому существуют ограничения на количество таких добавок, которые могут быть введены при сохранении требуемой жесткости и прочности фильтрующего элемента.

Действительно, использование высокомолекулярного полиэтиленгликоля не только не ослабляет нетканый листовой или бумажный фильтрующий материал, но, кроме этого, позволяет фактически повысить конструктивную целостность и жесткость фильтрующего материала с тем, чтобы можно было использовать в фильтрующем элементе меньше фильтрующего материала. Этим обеспечивается дальнейшая гибкость при формировании фильтрующего элемента в отношении количества фильтрующего материала, необходимого для достижения требуемой твердости и жесткости. Это, в свою очередь, позволит изготовителю регулировать перепад давлений на фильтрующем элементе. При этом фильтрующий элемент, в соответствии с настоящим изобретением, может быть сконструирован так, что его параметры будут хорошо соответствовать параметрам обычных СА фильтрующих элементов.

Кроме того, избирательное удаление полулетучих соединений, обеспечиваемое добавлением PEG в фильтрующий элемент, пропорционально добавленному количеству PEG. Возможность добавления больших количеств PEG, особенно высокомолекулярного PEG, означает, что способность фильтрующего элемента избирательно удалять полулетучие соединения может легко регулироваться до нужного уровня.

Поскольку PEG является водорастворимым, его включение в элементы фильтра не должно негативно влиять на биоразложимость продукта. Действительно, было обнаружено, что введение PEG в фильтрующий элемент, содержащий нетканый листовой материал или бумагу в качестве фильтрующего материала, в действительности, усиливает биоразложение. Это явление более подробно рассмотрено ниже.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения PEG вводится на фильтрующий материал фильтрующего элемента или внутрь его в количестве до 30%, желательно до 20%, и более желательно 5-10% от веса фильтрующего элемента. Эти цифры определяются сравнением сухого веса фильтрующего элемента без PEG (содержащего фильтрующий материал и бумажную обертку) с весом фильтрующего элемента с PEG добавкой.

Добавление ТЕС и (или) триацетина оказывает другое воздействие на фильтрующий материал фильтрующих элементов в соответствии с настоящим изобретением. Было обнаружено, что эти добавки положительно влияют на вкус и запах дыма, всасываемого сквозь фильтрующий элемент. Бумажные фильтрующие элементы обычно критикуют за то, что они придают дыму невыразительный вкус. Триацетин и PEG по-другому воздействуют на вкусовые характеристики дыма, и эти две добавки могут вводиться в различных количествах для придания дыму нужного вкусового букета.

В обычном фильтрующем материале из ацетата целлюлозы количество триацетина или ТЕС, которое может быть введено, ограничено влиянием этих добавок на прикрепление волокон волокнистого материала, причем при содержании триацетина более примерно 7%, в материале из ацетата целлюлозы образуются отверстия. В фильтрующем материале в соответствии с настоящим изобретением, напротив, количество вводимого ТЕС и триацетина не ограничено. В самом деле, там, где также вводится PEG, который при комнатной температуре находится в твердом состоянии, воздействие жидких добавок, делающих фильтрующий материал сырым, сводится к минимуму, и количество вводимого ТЕС и (или) триацетина может составлять до 30 масс.%, хотя предпочтительными являются количества до 20 или до 12% от веса фильтрующего элемента. Эти цифры определяются сравнением сухого веса фильтрующего элемента без добавки (содержащего фильтрующий материал и бумажную обертку) с весом фильтрующего элемента с добавкой.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, фильтрующий элемент содержит комбинацию ТЕС и триацетина.

В предпочтительном варианте осуществления листовой фильтрующий материал не покрыт волокнами ацетата целлюлозы. В предпочтительном варианте фильтрующий материал и (или) фильтрующий элемент совсем не включают ацетат целлюлозы.

При желании, в фильтрующий материал или на него могут быть введены другие добавки, включающие табачные экстракты, глицерин, ментол, углеволокно, частицы углерода и т.п. Такие добавки могут быть введены в листовой материал в процессе его изготовления либо добавлены после изготовления.

Предпочтительные фильтрующие материалы содержат бумагу или нетканые листовые материалы, толщина которых составляет более примерно 0,05 мм, желательно, примерно от 0,06 до 0,08 мм. Бумажные фильтрующие материалы могут содержать бумагу, имеющую плотность примерно от 15 до 40 г/м², желательно, примерно от 20 до 35 г/м².

В варианте осуществления настоящего изобретения фильтрующий элемент имеет продольно вытянутый сердечник, содержащий фильтрующий материал, и обертку, окружающую сердечник. Обертка фильтрующего элемента в предпочтительном варианте представляет собой бумажную обертку. В одном варианте осуществления обертка представляет собой обычную бумагу для обертки фильтров.

Обертка для использования в фильтрующем элементе в настоящем изобретении может быть пористой либо не пористой. Обертка для использования в фильтрующем элементе может быть вентилируемой, либо не вентилируемой.

В одном варианте осуществления обертка может представлять собой обычную бумагу для обертки фильтров, закрывающий все 360° окружности сердечника, при этом бумага для обертки фильтров имеет соединяемый внахлест шов, удерживающий обертку вокруг сердечника. В том случае, если для закрепления обертки используется клей, желательно, чтобы это был вододисперсионный клей.

В другом варианте осуществления обертка (в частности, бумага для обертки фильтров) не охватывает сердечник на все 360°. Другими словами, в одном варианте осуществления предпочтительной оберткой является разделенная обертка. Разделенная обертка проходит вокруг сердечника, но охватывает менее 360° окружности сердечника. В таком варианте осуществления отсутствует соединяемый внахлест шов, удерживающий обертку вокруг сердечника. Вместо этого, разделенная обертка может удерживаться другими известными средствами, например, приклеиванием обертки непосредственно к сердечнику.

В одном варианте осуществления фильтрующий элемент в соответствии с изобретением также содержит зернистый материал. В предпочтительном варианте зернистый материал включает сорбенты (например, выбранные из активированного угля, древесного угля, силикагеля, сепиолита, глинозема, ионообменных материалов и др.), модификаторы pH (например, щелочные материалы, например Na₂CO₃, кислотные материалы), ароматизаторы, другие твердые добавки и их смеси.

В предпочтительном варианте зернистый материал выбирается из группы материалов с относительно большой поверхностью, способных неизбирательно поглощать дымовые составляющие. Подходящие неспецифические поглотители могут быть выбраны из группы, состоящей из угля, активированного угля, активированного древесного угля, активированного кокосового угля, активированного угля или древесного угля на основе каменного угля, цеолита, силикагеля, сепиолита, оксида алюминия (активированного или неактивированного), углеродистого полимера или их комбинации.

В одном варианте осуществления используемые зернистые материалы представляют собой уголь, например, активированный уголь, или древесный уголь, или другой поглощающий материал. В одном предпочтительном варианте активированный уголь представляет активированный кокосовый уголь.

Любой используемый зернистый материал может представлять собой одно вещество или смесь, и (или) может быть в смеси с другим материалом. Зернистый материал может быть рассеян по сердечнику фильтрующего материала. В другом варианте зернистый материал может быть рассеян по некоторым частям (но не по всем) сердечника. Эти части могут быть распределены равномерно или неравномерно.

Зернистый материал может располагаться по всей длине вдоль сердечника. В альтернативном случае зернистый материал может располагаться от одного конца сердечника к его части, не достигающей другого конца. В альтернативном варианте зернистый материал может находиться в отдельных областях, которые не обязательно должны проходить от любого конца сердечника или находиться на любом конце. В разных областях может содержаться различное количество зернистого материала и (или) зернистый материал различного типа.

В другом варианте включения зернистого материала в фильтрующий элемент частицы налепляются на обертку, окружающую фильтрующей элемент. В GB 2260477 и GB 2261152 описываются различные конфигурации прилепляемых добавок. В варианте осуществления настоящего изобретения обертка фильтрующего элемента содержит зернистый материал, прилепленный к одной или более частям этой обертки. В предпочтительном варианте зернистый материал прилепляется к одной или более частям обертки, которые расположены по кругу с разносом друг от друга, и по меньшей мере одна из этих двух или более частей проходят по всей длине вдоль обертки.

В некоторых вариантах осуществления помимо использования поглощающего зернистого материала, налепляемого на обертку, сердечник также может содержать зернистый материал, рассеянный в бумаге фильтрующего материала. Зернистый материал в сердечнике может быть таким же, что и зернистый материал, налепленный на обертку. В другом варианте зернистый материал сердечника может отличаться от зернистого материала, налепленного на обертку.

Зернистый материал в сердечнике может быть однородным - в том смысле, что он состоит в основном из одного компонента (в некоторых вариантах осуществления - целиком из одного). В альтернативном варианте зернистый материал в сердечнике может быть неоднородным - в том смысле, что он выполнен из двух или более различных компонентов.

Зернистый материал может быть прилеплен к обертке и (или) к бумажному фильтрующему материалу термоплавким клеем (например, различными полиэфирными клеями), полиэтиленгликолем с высокой температурой плавления или клеями эмульсионного типа, например, ПВА.

Зернистый материал может быть прилеплен к обертке и (или) листовому фильтрующему материалу непосредственно, либо косвенным путем. Примером первого способа может служить прикрепление зернистого материала к листовому фильтрующему материалу и (или) обертке (например, к ее внутренней поверхности) посредством подходящего клея. Примером косвенного прикрепления может служить прикрепление зернистого материала к промежуточному слою (который может быть выполнен из бумаги или другого подходящего носителя, например, текстильного материала, или их комбинации) посредством подходящего клея, причем промежуточный слой прикреплен к фильтрующему материалу и (или) обертке (например, внутренней его поверхности) посредством подходящего клея.

Некоторые фильтрующие элементы, в соответствии с изобретением, могут создавать падение давления, превышающее примерно 40 мм водн. ст. при расходе воздушного потока, равном 17,5 см³/с на 0,1 г фильтрующего материала. В предпочтительном варианте они также обеспечивают эффективность фильтрации частиц табачного дыма в основном потоке, составляющую менее примерно 15% на 0,1 г фильтрующего материала.

Фильтры в соответствии с настоящим изобретением содержат один или более фильтрующих элементов, согласно первой особенности изобретения.

В одном варианте осуществления фильтрующий элемент может быть единственным фильтрующим элементом в фильтре при его формировании в стержень курительного изделия.

В другом варианте осуществления фильтрующий элемент может быть частью большего фильтра. Другими словами, фильтрующий элемент может быть частью составного или многокомпонентного фильтра. В предпочтительном варианте фильтрующие элементы составного фильтра расположены вдоль один за другим, при этом конец каждого фильтра упирается в следующий фильтр. В предпочтительном варианте составной фильтр может иметь 2, 3, 4 и более отдельных или дискретных секций. Конструкция фильтров, в соответствии с настоящим изобретением, может составлять единое целое, но внешне выглядеть как составной фильтр. В одном варианте осуществления фильтр является строенным, с тремя секциями.

В составном фильтре, в соответствии с настоящим изобретением, может быть один или более фильтрующих элементов. Если в составном фильтре имеется более одного фильтрующего элемента, согласно настоящему изобретению, в предпочтительном варианте фильтрующие элементы могут быть расположены продольно один за другим, либо разделены другим фильтрующим элементом.

Если фильтрующий элемент используется в составном фильтре, желательно, чтобы одна или более других секций составного фильтра могли содержать биоразложимый фильтрующий материал, например, гофрированный, согнутый или сложенный бумажный материал. В варианте осуществления одна или более других секций могут также содержать одну или более добавок, например поглощающие или ароматизирующие материалы.

В еще одном альтернативном варианте составной фильтр может включать секцию, образующую полость, содержащую гранулированный материал.

В предпочтительном варианте могут быть также использованы фильтрующие элементы, имеющие конкретные характеристики падения давления, например фильтр, продаваемый компанией Filtrona под названием "The Ratio Filter".

Кроме того, могут быть выбраны падение давления и (или) эффективность механической фильтрации секций фильтрующей вставки для достижения желаемых механических и фильтрующих характеристик курения, в соответствии с требованиями к конкретному продукту.

В конструкции составного фильтра падение давления на вставках/секциях фильтрующего материала может меняться.

Часть фильтрующего элемента и (или) составного фильтра, включающего этот фильтрующий элемент, может содержать катализатор. В предпочтительном варианте катализатор способствует преобразованию моноксида углерода (CO) в двуокись углерода (CO₂) в паровой фазе дыма. Желательно, чтобы катализатор обладал высокой избирательностью к монооксиду углерода. В предпочтительном варианте катализатор может входить в группу, состоящую из оксидов переходных металлов, диоксида кремния, оксида алюминия, цеолитов, импрегнированного углерода, например, углерода, импрегнированного металлами.

В некоторых вариантах осуществления изобретения концевая часть составного фильтра, прилегающая к табачному стержню, может представлять собой полость, содержащую поглотитель и (или) катализатор или, в альтернативном варианте, может содержать фильтрующий дым материал, в котором распределен поглотитель и (или) катализатор. В предпочтительном варианте поглотитель может задерживать по меньшей мере часть паровой фазы дыма.

Курительные изделия, в соответствии с настоящим изобретением, содержат фильтрующий элемент в соответствии с первой особенностью и (или) фильтр в соответствии со второй особенностью, прикрепленные к стержню, содержащему наполнитель из курительного материала (например, табак).

Фильтрующий элемент и (или) фильтр, содержащий этот фильтрующий элемент, для формирования курительного изделия может быть прикреплен к обернутому стержню из заполняющего курительного материала (например, обернутый табачный стержень) посредством обычной обертки из ободковой бумаги. Ободковая обертка может быть вентилируемой или не вентилируемой.

В предпочтительном варианте наполнитель из курительного материала может быть табачным материалом или заменителем табака. Желательно, чтобы курительный материал представлял собой табак.

В предпочтительном варианте табачный материал содержит стебель или лист или табачную пыль, или разную их смесь. Желательно, чтобы табачный материал содержал одно или более из материалов следующих типов: Вирджинский табак, или табак трубоогневой сушки, табак Берлей, Ориентальный табак, восстановленный табак. В соответствии с предпочтениями, курительный материал содержит смесь табачного материала. В предпочтительном варианте курительный материал содержит 10-80% Вирджинского табака, 10-60% табака Берлей, 0-20% Ориентального табака, 0-20% восстановленного табака и 0-30% разрыхленного табака.

В предпочтительном варианте курительный материал курительных изделий, содержащих фильтрующий элемент в соответствии с предметом изобретения и (или) фильтр, содержащий фильтрующий элемент в соответствии с предметом изобретения, содержит измельченный табак или состоит из такого табака, частью которого может быть разрыхленный табак. Курительный материал может содержать восстановленный табак или заменитель табака.

Наполнитель из курительного материала может также содержать одно или более из: добавка для улучшения горения, добавка для улучшения стойкости пепла, неорганический заполнитель, органический заполнитель, средства создания аэрозоля, связующий материал, ароматизаторы и (или) красители.

Пример 1

Задачей настоящего эксперимента является определение наличия сенсорных различий между контрольным фильтром из ацетата целлюлозы и четырьмя испытуемыми образцами.

Контрольный: Фильтр из ацетата целлюлозы

Испытание 1: Puracel™ без добавок

Испытание 2: Puracel™ с 5% содержанием PEG 400

Испытание 3: Puracel™ с 6% содержанием триацетина (ТА)

Испытание 4: Puracel^™ с 6% содержанием ТЕС

Методика

Продукты, использованные в данном испытании, были выкурены 28-29 сентября 2009 г. Органолептические оценки по двум образцам выполнялись 15-16 членами комиссии по дегустации для каждого образца. Использовались шифрованные сигареты, и значимость любого отличия оценивалась с использованием биномиального испытания.

Рассматриваемые во время испытаний показатели включали: 1) усилие всасывания, 2) количество дыма во рту, 3) раздражение, 4) эффект воздействия, 5) сухость во рту и 6) интенсивность вкуса.

Результаты

СА (контрольный) в сравнении с Puracel™ без добавок (Испытание 1) - см. фиг.1А.

Было установлено, что для эффекта воздействия и для интенсивности вкуса существует статистически значимая разница между контрольным и испытуемым образцами (при 5% уровне достоверности). По оценке образец в Испытании 1, с учетом этих двух параметров, имеет потребительские характеристики хуже, чем контрольный.

СА (контрольный) в сравнении с Puracel™ с 5% PEG 400 (Испытание 2) - см. фиг.1Б.

Было установлено, что для эффекта воздействия, сухости во рту и для интенсивности вкуса существует статистически значимая разница между контрольным и испытуемым образцами при 5% уровне достоверности между контрольным и испытуемым образцами. По оценке образец в Испытании 1, с учетом этих трех параметров, имеет потребительские характеристики хуже, чем контрольный образец.

СА (контрольный) в сравнении с Puracel™ с 6% триацетином (Испытание 3) - см. фиг.1В.

Было установлено, что для эффекта воздействия и для интенсивности вкуса существует статистически значимая разница между контрольным и испытуемым образцами (при 5% уровне достоверности). По оценке образец в Испытании 3, с учетом этих двух параметров, имеет потребительские характеристики хуже, чем контрольный образец.

СА (контрольный) в сравнении с Puracel™ с 6% ТЕС (Испытание 4) - см. фиг.1Г.

Результаты показали отсутствие статистически значимой разницы при 5% уровне достоверности для любого из испытанных параметров.

Заключение

Результаты показывают, что имеется статистически значимое различие между контрольным фильтром из ацетата целлюлозы и тремя из четырех испытанных фильтров Puracel™ на основе бумаги.

Испытательные образцы, включая Puracel™ без добавок и Puracel™ с 6% триацетином демонстрировали сходные отличия от контрольного СА образца. Оба испытательных образца получили существенно более низкую оценку по эффекту воздействия и интенсивности вкуса. Испытательный образец Puracel™ с 5% PEG 400 имел аналогичное отличие, с более низкими оценками по эффекту воздействия и интенсивности вкуса, по сравнению с контрольным, но также показал значительно более высокую сухость во рту, по сравнению с контрольным.

Puracel™ с 6% ТЕС оказался образцом, наиболее близким по своим сенсорным характеристикам контрольному фильтру из ацетата целлюлозы.

Пример 2

Задачей этой группы экспериментов было определение наличия сенсорных различий между контрольным фильтром из ацетата целлюлозы под названием "Парижанка" и семью другими испытательными образцами.

Контрольный: Контрольный СА

Испытание 1: Puracel™ с 0% содержанием пластификатора

Испытание 2: Puracel™ с 9% содержанием ТЕС

Испытание 3: Puracel™ с 9% содержанием ТА

Испытание 4: Puracel™ с содержанием 4,5% ТЕС, 4,5% PEG

Испытание 5: Puracel™ с содержанием 4,5% ТЕС, 4.5% ТА

Испытание 6: Puracel™ с содержанием 4,5% ТА, 4,5% PEG 400

Испытание 7: Puracel™ с содержанием 3% ТЕС, 3% PEG, 3% ТA

Методика

Продукты, использованные в данном испытании, были выкурены 29 июня - 1 июля и 6 июля 2010 г. Органолептические оценки по двум образцам выполнялись 20 членами комиссии по дегустации для каждого образца. Использовались шифрованные сигареты, и значимость любого отличия оценивалась с использованием биномиального испытания.

Используемые во время испытаний показатели включали: 1) Усилие всасывания, 2) Количество дыма во рту, 3) Эффект воздействия, 4) Раздражение, 5) Сухость во рту и 6) Интенсивность вкуса.

Результаты

С А (контрольный 1) в сравнении с Puracel™ с 0% Пластификатора (Испытание 1) - см. фиг.2А.

Было установлено, что недостаточно данных, демонстрирующих статистически значимое различие между контрольным и испытательным образцами (при 5% уровне достоверности) по любому из 6 показателей.

СА (контрольный 1) в сравнении с Puracel™ с 9% ТЕС (Испытание 2) - см. фиг.1Б.

Недостаточно данных, демонстрирующих статистически значимое различие между контрольным и испытательным образцом по усилию всасывания (при 5% уровне достоверности), хотя имеются некоторые данные с 10% уровнем достоверности.

СА (контрольный 1) в сравнении с Puracel™ с 9% ТА (Испытание 3) - см. фиг.1В.

Имеются статистически значимые различия между контрольным и испытательным образцами по показателям количество дыма во рту, эффект воздействия и интенсивность вкуса (при 5% уровне достоверности).

СА (контрольный 1) в сравнении с Puracel™ с 4,5% ТЕС, 4,5% PEG (Испытание 4) - см. фиг.1Г.

Имеются статистически значимые различия между контрольным и испытательным образцами по показателям усилие всасывания, количество дыма во рту, эффект воздействия, раздражение и интенсивность вкуса (при 5% уровне достоверности).

СА (контрольный 1) в сравнении с Puracel™ с 4,5% ТЕС, 4,5% ТА (Испытание 5) - см. фиг.1Д.

Недостаточно данных, демонстрирующих статистически значимые различия между контрольным и испытательным образцами по показателю на усилие всасывания при 5% уровне достоверности, хотя имеются некоторые данные с 10% уровнем достоверности.

СА (контрольный 1) в сравнении с Puracel™ с 4,5% ТА, 4,5% PEG 400 (Испытание 6) - см. фиг.1Е.

Недостаточно данных, демонстрирующих статистически значимые различия между контрольным и испытательным образцами при 5% уровне достоверности.

СА (контрольный 1) в сравнении с Puracel™ с 3% ТЕС, 3% PEG, 3% ТА (Испытание 7) - см. фиг.1Ж.

Недостаточно данных, демонстрирующих статистически значимые различия между контрольным и испытательным образцами по показателю при 5% уровне достоверности.

Заключение

В соответствии с поставленной задачей, не выявлено заметных различий между контрольным СА образцом и тремя из семи испытательных образцов, а именно 1, 6 и 7.

Два образца, а именно, 2 и 5, хотя и не сильно отличались от СА контрольного образца, продемонстрировали тенденцию увеличения Усилия всасывания, по сравнению с контрольным образцом.

В испытании образца 3 продемонстрированы существенные различия по сравнению с СА контрольным образцом по механическим показателям, с более низким количеством дыма во рту по сравнению с контрольным, что привело к более высокому усилию всасывания, при этом показатель крепости - эффект воздействия и показатель вкуса - интенсивность вкуса также оказались ниже контрольного.

Наконец, образец в Испытании 4 статистически продемонстрировал наибольшие сенсорные отличия; по механике, где усилие всасывания было выше, чем у контрольного, что привело к значительно более низкому показателю количества дыма во рту по сравнению с контрольным. Испытание 4 также продемонстрировало, что показатели крепости - эффект воздействия, раздражение и показатель вкуса - интенсивность вкуса, были ниже, чем у контрольного.

Пример 3

Задача этого эксперимента состояла в определении влияния на биоразложимость использования бумажного фильтрующего материала вместо обычного ацетата целлюлозы. Для этого оценивалась разложение под воздействием факторов окружающей среды для контрольного фильтра из ацетата целлюлозы и трех испытательных образцов.

Контрольный: фильтр из ацетата целлюлозы

Испытание 1: Puracel™ (7 мг) без добавок

Испытание 2: Puracel™ с 7% содержанием триацетина

Испытание 3: Puracel™ с 7% содержанием PEG 400.

Методика

Приведенный далее протокол был использован для измерения разложения окурков сигарет в неопознаваемые компоненты, которые легко рассеиваются.

Испытания проводились на траве, и окурки помещались внутри клеток из нержавеющей стали размером 45 см 30 см, имеющих в каждой по 6 отделений. При периодическом скашивании травы окурки никакому воздействию не подвергались.

Испытательная площадка находилась в сухом открытом месте, вдали от высоких зданий и деревьев. Вмешательство людей и деятельность животных были сведены к минимуму забором по периметру испытательной площадки.

Было выкурено всего по 100 сигарет в соответствии со стандартом ISO (объем затяжки 35 мл на 2 секунды каждые 60 секунд). После выкуривания, каждый окурок извлекался из машины и оставшийся табак и бумажная секция срезались бритвой у фильтра. В результате вставка, обертка вставки и ободковая бумага оставались неповрежденными. Затем окурки подвергались выдержке в течение 48 часов при 22°C±1°C и относительной влажности 60%±2%. 20 окурков каждого образца взвешивались и вычислялся средний вес.

После трех месяцев окурки образцов извлекались из каждой секции клетки. Эти окурки высушивались в печи и снова подвергались выдержке, взвешивались и фотографировались. Окурки высушивались в печи при температуре 105°C в течение трех часов. Высушенные окурки аккуратно очищались мягкой тканью для удаления грязи и растительных материалов. Очищенные окурки подвергались выдержке в течение 48 часов при 22°C±1°C и относительной влажности 60%±2%. По пять окурков из каждой партии взвешивались. Полученные веса сравнивались со средним весом пяти не подвергавшихся разложению окурков, определенным в начале испытания.

Результаты

Результаты показаны в таблице 1 ниже и проиллюстрированы на графике на фиг.3

Было обнаружено, что когда через три месяца приступили к изучению окурков образцов, окурки от испытания 2 и испытания 3 оказались разложившимися. Их вес в результате составлял 0% от среднего веса неразложившихся окурков. В противоположность этому, оставшийся вес окурков испытания 1 составил несколько более 35%, а оставшийся вес контрольных окурков образцов с ацетатом целлюлозы составил более 70% среднего начального веса.

Заключение

Полученные результаты показывают, что использование бумажного фильтрующего материала (Puracel™) вместо обычного ацетата целлюлозы оказывает сильное влияние на скорость деградации при условиях испытаний, что и следовало ожидать в силу того, что бумажный фильтрующий материал более подвержен биоразложению, чем пластифицированное волокно ацетата целлюлозы.

Более неожиданным является то, что введение добавок триацетина и PEG в бумажный фильтрующий материал значительно увеличивает скорость биоразложения окурков на поверхности травы. Предполагалось, что это может быть связано с наличием микроорганизмов, насекомых и др., которые питаются окурками и наличие добавок делает окурки из испытаний 2 и 3 более привлекательными. Например, PEG представляет собой жировой материал, который, как выяснилось, придает окуркам повышенную питательность.

Пример 4

Четыре выкуренные образца были подвергнуты испытаниям на открытом воздухе на трех поверхностях: почве, бетоне и траве. Образцы обозначались следующим образом:

Puracel™ 7 мг

Puracel™+7% триацетин 7 мг

Puracel™+7% PEG 400 7 мг

Контрольный СА

Настоящая методика используется для оценки разложения фильтров выкуренных сигарет в "реальных" условиях испытаний на открытом воздухе. Для каждой испытательной поверхности потребовалось по меньшей мере 100 выкуренных машиной фильтров на каждый образец. В каждом фильтре был удален табак, а ободковая бумага была прикреплена обратно на стержень фильтра. Фильтры были подвергнуты выдержке согласно стандарту 3402 ISO и взвешены, и было вычислено среднее значение по пяти фильтрам. По меньшей мере по двадцать фильтров было помещено в каждую секцию клетки (5 партий по 20 фильтров для каждого образца). По пять фильтров из каждой партии извлекались в моменты времени, установленные в требованиях испытания. Фильтры высушивались, подвергались выдержке и очистке, взвешивались и фотографировались в каждом временном интервале. Затем веса образцов сравнивались с весами исходных, не подвергнутых воздействию окружающей среды, образцов.

Результаты

Значение 0%, внесенное в таблицу, означает, что на подстилающей поверхности не было обнаружено опознаваемого фильтрующего материала. Любые кажущиеся увеличения веса могут быть обусловлены частицами грязи, захваченными в контейнер с фильтрами, которые не могли быть удалены очисткой.

Пример 5

Были проведены оценки различных характеристик образцов фильтров, в соответствии с настоящим изобретением, и данные сведены в Таблицах 5-18, приведенных далее. В качестве образов фильтров были взяты те, что использовались в Примере 2, в качестве контрольного фильтра использовался обычный СА фильтр "Парижанка", при этом испытательным образцом 1 был фильтрующий материал, содержащий Puracel™ с 0% пластификатора, 2 - Puracel™ с 9% ТЕС, 3 - Puracel™ с 9% ТА, 4 - Puracel™ с 4,5% ТЕС, 4,5% PEG, 5 - Puracel™ с 4,5% ТЕС, 4,5% ТА, 6 - Puracel™ с 4,5% ТА, 4,5% PEG 400 и 7 - Puracel™ с 3% ТЕС, 3% PEG 400, 3% ТА.

Обычные данные по дыму и физические данные сведены в Таблицах 5-8. Данные по анализируемым компонентам дыма для испытательного фильтрующего материала и контрольного материала представлены в Таблицах 9-13. Стандартные отклонения для этих измеренных анализируемых компонентов приведены в Таблицах 14-18.

Выкуривание сигарет выполнялось в соответствии со стандартным режимом курения ISO (объем затяжки 35 мл на 2 секунды каждые 60 секунд).

В таблицах 12, 13 обозначено:

NAB - N'-нитрозоанабазин (от англ. N'-nitrosonanabasine)

NAT - N'-нитрозоанатобин (от англ. N'-nitrosoanatabine)

NNK - 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (от англ. 4-(methylnitrosamino)-1(3-pyridyl)-1-butanone)

NNN - N'-нитрозонорникотин (от англ. N'-nitrosonornicotine)

Приведенные примеры показывают, что по меньшей мере некоторые из использованных в испытаниях фильтров сильнее подвержены разложению, чем фильтрующие элементы, содержащие обычный фильтрующий материал из ацетата целлюлозы, они обеспечивают хорошее избирательное удаление полулетучих соединений и позволяют получить дым, имеющий вкусовые характеристики, аналогичные тем, что получаются при использовании обычных фильтров из ацетата целлюлозы.

Все упомянутые в приведенном описании публикации включены в него посредством ссылки. Специалистам должны быть очевидны различные модификации и изменения описанных методов и систем, предложенных в настоящем изобретении, не выходящие за пределы области притязаний изобретения. Хотя настоящее изобретение было описано применительно к конкретным предпочтительным вариантам осуществления, должно быть понятно, что заявленное изобретение не должно быть ненадлежащим образом ограничено этими частными вариантами осуществления. Действительно, подразумевается, что различные модификации описанных путей осуществления изобретения, очевидные специалистам, находятся в пределах области притязаний приведенной далее формулы.

Реферат

В изобретении описано введение добавок в фильтрующий элемент, содержащий нетканый листовой материал или бумагу в качестве фильтрующего материала, для улучшения избирательного удаления полулетучих соединений и для улучшения вкусовых характеристик дыма, всасываемого через фильтрующий элемент. Улучшение избирательного удаления полулетучих соединений из дыма, всасываемого через фильтрующий элемент, обеспечивается полиэтиленгликолем. Было установлено, что ТЕС и (или) триацетин представляют собой добавки, улучшающие вкусовые характеристики дыма, всасываемого через фильтрующий элемент. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил., 18 табл.

Формула